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Par Laurence Royer
Auteur
Laurence Royer est étudiante à l'Ecole Centrale de Paris.
De l'âge du bronze à l'âge des matériaux durables
Par Laurence Royer
vendredi 01 mai 2009
Depuis la préhistoire, l'évolution humaine a toujours été marquée par les matériaux. Aujourd'hui, l'enjeu est de manufacturer davantage tout en utilisant moins de matériaux et moins d’énergie
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Les habitants des pays développés consomment environ trente-deux fois plus de ressources naturelles que les autres. Ils ont un impact douze fois plus important sur l’environnement qu’une personne du tiers monde.
Cela est dû à leurs modes de vie différents : la construction d’infrastructures, la consommation d’énergie, les déplacements en voiture et en avion ont un fort impact environnemental. Or la fabrication des matériaux nécessaire à ces activités implique une grande quantité d’énergie. Celle-ci engendre des gaz à effet de serre. Ainsi, l’acier occasionnerait 3,2% du CO2 mondial, le ciment 3,8%, et le papier 1%.
Dans le cycle de vie d’un produit, l’extraction et la transformation de la matière première sont des étapes qu’il ne faut pas négliger en tant que consommateur d’énergie, producteur de CO2 et destructeur de l’environnement comme nous le montre le graphique (ci-dessous).
Ainsi, si l’on diminue notre consommation de matériaux, on réduira notre impact sur l’environnement. Cependant comment garantir une croissance économique dans les pays développés tout en assurant aux pays en voie de développement l’accession à un niveau de vie acceptable tout en limitant les conséquences sur la planète ?
A travers le monde, on peut distinguer deux façons de consommer.
D’une part, on observe une consommation de biens pour répondre à une envie. Elle se réfère à des « produits » tels que : culture, art, communication, information… Ce groupe d’activité n’utilise que peu de matières premières car il s’agit de vendre une part de rêve et le rêve ne produit pas de C02 et ne consomme pas d’énergie. C’est le cas par exemple de l’iphone, celui-ci ne pèse que quelques grammes mais génère un flux important d’argent.
D’autre part, il existe un autre mode de consommation provoqué par un besoin en équipement. Il correspond à des biens tels que : habitation, infrastructures, transport, énergie… Ces produits nécessitent une grande quantité de matériaux, et sont diffusés en très grand volume : ils posent des problèmes d’énergie et d’environnement.
Le défi à relever est donc de manufacturer davantage tout en utilisant moins de matériaux et moins d’énergie, ce qui implique d’augmenter la durabilité et améliorer sensiblement les propriétés, notamment mécanique, des matériaux.
Des évolutions récentes sont apparues dans le domaine de la gestion des matériaux : développement du recyclage, optimisation de leur utilisation spécifique et amélioration de leur performance. Le recyclage des métaux comme l’acier et l’aluminium est déjà largement répandu et cela conduit à des gains énergétiques et à des réductions d’émission de C02 notables : en effet, l’acier issu du minerai dégage 2500kg de C02 par tonne alors que de l’acier issu de ferrailles dégage moins de 500kg de C02 par tonne (valeur moyenne dépendant des modes de production d’électricité). L’utilisation spécifique des matériaux permet d’optimiser leurs performances, de gagner en poids, en résistance… Mais tout en apportant une solution, l’emploi d’un grand nombre de matériaux différents sur un même objet pose un problème de recyclage car il implique le démontage de chaque pièce.
Quels matériaux sont disponibles face aux nouveaux enjeux planétaires? Il faut qu’ils soient abondants, économiques, et recyclables. En ce qui concerne les métaux, l’aluminium (Al) représente 8% de l’écorce terrestre, le fer (Fe) 5%, le magnésium (Mg) 2,8% et le titane (Ti) 0,4%. Donc pour les métaux de grande diffusion, il faut essentiellement se cantonner aux alliages de Fe et Al, éventuellement de Mg et Ti pour des applications spécifiques. Mais les
problèmes sont à plusieurs niveaux et, notamment, il reste de nombreux verrous fondamentaux qui interdisent leur ingénierie complète. Ainsi, un travail considérable de recherche et de développement est indispensable.
L’homme, à travers la fabrication et l’utilisation de matière première, a un fort impact sur son environnement, et, même si des évolutions techniques sont nécessaires, il est indispensable de travailler sur notre comportement. Les enjeux liés aux matériaux sont représentatifs des défis à relever pour préserver notre environnement : ils imbriquent les problèmes de réchauffement climatique, de destruction et de limitation des ressources naturelles, de démographie et de production d’énergie.
Heureusement, des solutions existent mais serons nous capable d’agir, et de faire réagir nos politiques suffisamment vite, de refuser les entreprises polluantes et de remettre en cause nos modes de vie ?
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Cycle de vie d'un produit |
Bibliographie :
- CHEVALIER, Jean-Pierre.
Conférence : Développement durable, énergie et CO2 : quels matériaux face aux enjeux du 21° siècle.
19 janvier 2009.
- Agence International pour l’Energie.
World Energy Outlook 2008 – Executive summary
- STERN Nicholas.
The economics of climate change – The Stern review. Ed.Cambridge University Press. 2007.
- ASHBY M.F.
Drivers for material development in the 21st century. Prog. Mater. Sci 46, 191. 2001.
- DIAMOND, Jared.
Effondrement. Comment les sociétés décident de leur disparition ou de leur survie. Gallimard essais. 2006.
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